JP2004019639A - High pressure fuel pump controller for internal combustion engine - Google Patents

High pressure fuel pump controller for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2004019639A
JP2004019639A JP2002180379A JP2002180379A JP2004019639A JP 2004019639 A JP2004019639 A JP 2004019639A JP 2002180379 A JP2002180379 A JP 2002180379A JP 2002180379 A JP2002180379 A JP 2002180379A JP 2004019639 A JP2004019639 A JP 2004019639A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pressure
fuel pump
pressure fuel
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002180379A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004019639A5 (en
JP4081308B2 (en
Inventor
Takashi Okamoto
岡本 多加志
Hiroyuki Yamada
山田 裕之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2002180379A priority Critical patent/JP4081308B2/en
Publication of JP2004019639A publication Critical patent/JP2004019639A/en
Publication of JP2004019639A5 publication Critical patent/JP2004019639A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4081308B2 publication Critical patent/JP4081308B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-pressure fuel pump controller for an internal combustion engine capable of improving the stability in driving and controlling the high-pressure fuel pump by limiting a termination timing of a control signal driving an actuator within a discharge flow rate controllable range of the high-pressure fuel pump. <P>SOLUTION: In this high-pressure fuel pump controller for the internal combustion engine, the high-pressure fuel pump has a pressure chamber, a plunger for pressing the fuel in the pressure chamber, a fuel passing valve mounted in the pressure chamber, and the actuator for operating the fuel passing valve. The controller has a means for calculating a driving signal of the actuator to make the capacity or pressure of the high-pressure fuel pump variable, and the means for calculating the driving signal has a means for limiting the termination timing of the driving signal of the actuator to a specific phase. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置に係り、特に、内燃機関の燃料噴射弁に圧送される高圧燃料の吐出量を可変に調節できる内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在の自動車は、環境保全の観点から自動車の排出ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)等の特定物質の排出ガスの削減が要求されており、これらの削減を目的として、ダイレクトインジェクションエンジン(筒内噴射内燃機関)の開発が行われている。前記筒内噴射内燃機関は、燃料噴射弁による燃料噴射を気筒の燃焼室内に直接行うものであり、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の粒径を小さくさせることによって前記噴射燃料の燃焼を促進し、排出ガス中の特定物質の削減及びエンジン出力の向上等を図っている。
【0003】
ここで、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の粒径を小さくするには、前記燃料の高圧化を図る手段が必要になり、このため前記燃料噴射弁に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプの技術が各種提案されている(例えば、特開平10−153157号公報、特開2001−123913号公報、特開2000−8997号公報、特開平11−336638号公報、特開平11−324860号公報、特開平11−324757号公報、特開2000−18130号公報、特開2001−248515号公報等参照)。
【0004】
前記特開平10−153157号公報所載の技術は、内燃機関の高圧燃料供給装置における燃料供給能力の向上を図るものであり、前記装置の可変吐出量高圧ポンプは、ポンプ室に3つの通路、すなわち、前記ポンプ室に低圧燃料を流入させる流入通路と、コモンレールに高圧燃料を送る供給通路と、スピル通路とが連通されており、前記スピル通路にはスピル弁が接続され、前記スピル弁の開閉動作によって燃料タンクへのスピル量を制御することにより吐出量を調整している。前記特開2000−123913号公報所載の技術は、ポンプ室の容積を吸入行程開始から吐出行程終了直前までの間に変化させることにより、吐出量を調整している。
【0005】
また、前記特開2000−8997号公報所載の技術は、燃料噴射弁の燃料噴射量に応じて供給される高圧燃料の流量制御を行うことにより、高圧燃料ポンプ駆動力の低減及び流量制御用の弁が作動しない場合にも燃料の供給を行うものであり、吸入弁の下流側(加圧室側)の圧力が上流側(吸入口側)の圧力に対して同等又はそれ以上のときに前記吸入弁に閉弁力が発生するものであって、前記吸入弁が閉弁方向に移動した際に係合するように付勢力を与えられた係合部材、外部入力により前記付勢力と逆方向の付勢力を係合部材に作用させるアクチュエータが設けられており、前記吸入弁の開閉動作により燃料吐出量を調節している。
【0006】
さらに、前記特開平11−336638号公報所載の技術は、エンジン運転状態にかかわらず精度良く燃料調量を行うものであり、3筒式ポンプにおいて燃料吐出量のサイクル変動を防止するため、ポンプの圧送に同期させて電磁弁の開閉を制御している。
【0007】
さらにまた、前記特開平11−324860号公報所載の技術は、可変吐出量高圧ポンプにおいて流量制御の高精度化、装置の小型化及びコスト低減を図るものであり、前記特開平11−324757号公報所載の技術は、燃料噴射圧力を可変制御する装置において目標圧力が変化した場合の応答性の向上を図るものであり、前記特開2000−18130号公報所載の技術は、燃料ポンプから吐出される燃料を常閉の電磁弁を用いて吸込み側にリリーフさせ、燃料噴射弁側の燃圧制御を行い、信頼性の向上を図るものである。
【0008】
更にまた、前記特開2001−248515号公報所載の技術は、前記常閉の電磁弁に与えられる開弁信号をコイル温度異常上昇を防ぐ目的で、燃料ポンププランジャの上死点から下死点に向かう吸入行程中における上死点過ぎの所定の位置において終了するように構成されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記可変吐出量高圧ポンプによる従来の燃料圧力制御の動作タイミングチャートは、図19に示すように、カム角信号とクランク角信号とからREF信号1801が生成され、REF信号1801を基準にして、角度又は時間制御でアクチュエータ駆動信号であるソレノイド制御信号(パルス)1802が出力される。ソレノイド制御信号1802を終了してもコイルにはしばらく電流が流れるため、ソレノイドは吸引力を維持したままとなる。
【0010】
例えば、ポンプに少量吐出量要求がなされた場合、ソレノイド制御信号1802はプランジャ上死点付近で出力される(制御内容詳細は、後述)。このとき、ソレノイドの吸引力が次の吐出行程まで維持されたままとなった場合、高圧燃料ポンプの特性によりポンプは全量吐出を行う。
【0011】
つまり、前記高圧ポンプは、全量吐出を行う一方で、ポンプには少量吐出を要求していることから、計測燃料圧力は目標燃料圧力に追従することが不可能となる。このことにより、内燃機関の運転条件における最適な燃料圧力を実現することができなくなり、ピストン表面に燃料が付着する等によって安定した燃焼が得られなくなり、排出ガスの性状の悪化という問題が発生する。
【0012】
即ち、本発明者は、可変吐出量高圧ポンプの制御においては、前記ソレノイド制御信号を終了するタイミングが重要であるとの知見を得たものであること、つまり、高圧燃料ポンプ制御装置は、前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングを、エンジン回転数、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量、バッテリ電圧、コイル抵抗の少なくとも1つを用いて算出し、その算出に基づいて前記プランジャの上死点以前に制限する必要があるとの新たな知見を得たものでる。
【0013】
しかし、前記従来の各技術は、例えば、コモンレールに送る燃料圧送量を調節するスピル弁の開閉時期を制御装置で制御すること等については記載されているものの、可変吐出量高圧ポンプのアクチュエータであるソレノイドの制御信号を制限する時期等については示されていないし、前記ことについて格別の配慮もなされていないものである。
【0014】
本発明は、前記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高圧燃料ポンプの制御信号の終了タイミングを制限することにより、高圧燃料ポンプの駆動制御の安定性の向上を図ることのできる内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置は、基本的には、気筒に備えられた燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に燃料を圧送させる高圧燃料ポンプと、を有し、前記高圧燃料ポンプは、加圧室と、前記加圧室内の燃料を加圧するプランジャと、前記加圧室内に設けた燃料燃料通過弁と、前記燃料通過弁を操作するアクチュエータとを有し、前記制御装置は、前記高圧燃料ポンプの吐出量又は圧力を可変とするべく、前記アクチュエータの駆動信号を算出する手段を有し、該駆動信号を算出する手段は、前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングを所定の位相に制限する手段を有することを特徴としている。
【0016】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置は、燃料の吸入通路を閉じさせるアクチュエータの駆動信号の出力時期が、燃料吐出量の制御を確実に可能とする位相の範囲内に制限されているので、燃料圧力を最適かつ迅速に制御することができ、燃焼の安定化及び排出ガス性能の改善に貢献することができる。
【0017】
また、本発明に係る内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置の具体的な態様は、前記所定の位相に制限する手段は、前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングを、前記プランジャの上死点以前に制限することを特徴としている。
【0018】
更に、本発明に係る内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置の他の具体的な態様は、前記所定の位相に制限する手段は、前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングを、エンジン回転数、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量、バッテリ電圧、コイル抵抗の少なくとも1つを用いて算出することを特徴としている。
【0019】
更にまた、本発明に係る内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置の具体的な態様は、 前記所定の位相に制限する手段は、電子回路を用いているものであることを特徴とし、前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングが前記所定の位相に制限された場合、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期の少なくとも1つを変更制御することを特徴としている。
【0020】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置は、アクチュエータの駆動信号の終了タイミングが前記所定の位相に制限されたことに加えて、内燃機関の運転が成層燃焼中か、燃料圧力の脈動が許容値以内か等を踏まえて、内燃機関の燃焼の切り換え制御を行うことができる。
【0021】
本発明に係る内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置の他の態様は、 気筒に備えられた燃料噴射弁と前記燃料噴射弁に燃料を圧送させる高圧燃料ポンプとを有し、前記高圧燃料ポンプは、加圧室と、前記加圧室内の燃料を加圧するプランジャと、前記加圧室内に設けた燃料燃料通過弁と、該燃料燃料通過弁を操作するアクチュエータとを有し、前記制御装置は、前記高圧燃料ポンプの吐出量又は圧力を可変とするべく、前記アクチュエータの駆動信号を算出する手段を有し、該駆動信号を算出する手段は、前記アクチュエータの駆動信号の出力タイミングが所定の位相以降の場合に駆動信号を出力しない手段を有することを特徴としており、前記駆動信号が出力されなかった場合、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期の少なくとも1つを変更制御することを特徴としている。
【0022】
前記の如く構成された本発明の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置は、ポンプ制御装置の制御処理において、前記アクチュエータの駆動要求時間が運転条件等で算出される駆動時間より大きくなることがあり、このような場合最悪条件として燃料通過弁を確実に閉弁できない可能性があって、前記高圧ポンプが圧送を行えず、燃料圧力が脈動を大きくする可能性があることを踏まえて、この場合には、前記アクチュエータの駆動信号を出力することが不可能であると判定し、ポンプ位相制御信号駆動時間=0として、ソレノイドへの通電(アクチュエータの駆動)を禁止するものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置の一実施形態について説明する。
【0024】
図1は、本実施形態の筒内噴射内燃機関507の制御システムの全体構成を示したものである。筒内噴射内燃機関507は4気筒からなり、各シリンダ507bに導入れる空気は、エアクリーナ502の入口部502aから取り入れられ、空気流量計(エアフロセンサ)503を通り、吸気流量を制御する電制スロットル弁505aが収容されたスロットルボディ505を通ってコレクタ506に入る。
【0025】
前記コレクタ506に吸入された空気は、内燃機関507の各シリンダ507bに接続された各吸気管501に分配された後、ピストン507a、前記シリンダ507b等によって形成される燃焼室507cに導かれる。
【0026】
また、前記エアフロセンサ503からは、前記吸気流量を表す信号が本実施形態の高圧燃料ポンプ制御装置を有する内燃機関制御装置(コントロールユニット)515に出力されている。さらに、前記スロットルボディ505には、電制スロットル弁505aの開度を検出するスロットルセンサ504が取り付けられており、その信号もコントロールユニット515に出力されるようになっている。
【0027】
一方、ガソリン等の燃料は、燃料タンク50から燃料ポンプ51により一次加圧されて燃圧レギュレータ52により一定の圧力(例えば3kg/cm)に調圧されるとともに、後述する高圧燃料ポンプ1でより高い圧力(例えば50kg/cm)に2次加圧され、コモンレール53を介して各シリンダ507bに設けられている燃料噴射弁(燃料噴射弁)54から燃焼室507cに噴射される。前記燃焼室507cに噴射された燃料は、点火コイル522で高電圧化された点火信号により点火プラグ508で着火される。
【0028】
内燃機関507のクランク軸507dに取り付けられたクランク角センサ516は、クランク軸507dの回転位置を示す信号をコントロールユニット515に出力し、排気弁526のカム軸(図示省略)に取り付けられたカム角センサ511は、前記カム軸の回転位置を示す角度信号をコントロールユニット515に出力するとともに、高圧燃料ポンプ1のポンプ駆動カム100の回転位置を示す角度信号をもコントロールユニット515に出力する。
【0029】
さらに、排気管519中の触媒520の上流に設けられたA/Fセンサ518は、排出ガスのA/Fを検出し、その検出信号もコントロールユニット515に出力されている。
【0030】
図2に示すように、前記コントロールユニット515の主要部は、MPU603、EP−ROM602、RAM604、及び、A/D変換器を含むI/OLSI601等で構成され、クランク角センサ516、カム角センサ511、内燃機関冷却水温センサ517、並びに、燃圧センサ56を含む各種のセンサ等からの信号を入力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、アクチュエータである高圧ポンプソレノイド200、前記各燃料噴射弁54及び点火コイル522等に所定の制御信号を出力して、燃料吐出量制御、燃料噴射量制御、及び、点火時期制御等を実行するものである。
【0031】
図3及び図4は、前記高圧燃料ポンプ1について示しており、図3は、前記高圧燃料ポンプ1を備えた燃料系システムの全体構成図を示し、図4は、前記高圧燃料ポンプ1の縦断面図を示している。
【0032】
前記高圧燃料ポンプ1は、燃料タンク50からの燃料を加圧してコモンレール53に高圧の燃料を圧送するものであり、シリンダ室7と、ポンプ室8と、ソレノイド室9とからなり、前記シリンダ室7は、前記ポンプ室8の下方に配置され、前記ソレノイド室9は前記ポンプ室8の吸入側に配置されている。
【0033】
前記シリンダ室7は、プランジャ2、リフタ3、プランジャ下降ばね4を有し、前記プランジャ2は、内燃機関507における排気弁526の前記カム軸の回転に伴って回転するポンプ駆動カム100に圧接されたリフタ3を介して往復動し、加圧室12の容積を変化させている。
【0034】
前記ポンプ室8は、低圧燃料の吸入通路10、加圧室12、高圧燃料の吐出通路11から構成され、吸入通路10と加圧室12との間には吸入弁5が設けられており、前記吸入弁5は、ポンプ室8からソレノイド室9に向かって吸入弁5の閉弁方向に付勢する閉弁ばね5aを介して、燃料の流通方向を制限する逆止弁である。前記加圧室12と吐出通路11との間には吐出弁6が設けられており、前記吐出弁6もまた、ポンプ室8からソレノイド室9に向かって吐出弁6の閉弁方向に付勢する閉弁ばね6aを介して、燃料の流通方向を制限する逆止弁である。なお、閉弁ばね5aは、プランジャ2による加圧室12内の容積変化により、吸入弁5を挟んで、加圧室12側の圧力が流入通路10側の圧力に対して同等、又はそれ以上になった場合には、前記吸入弁5を閉弁させるように付勢するものである。
【0035】
前記ソレノイド室9は、アクチュエータであるソレノイド200、吸入弁係合部材201、開弁ばね202から構成されており、前記吸入弁係合部材201は、その先端が前記吸入弁5に接離自在に当接されているとともに、前記吸入弁5に相対する位置に配設され、ソレノイド200の通電によって前記吸入弁5を閉弁させる方向に移動する。一方、ソレノイド200の通電が解かれている状態では、前記吸入弁係合部材201は、その後端に係合する開弁ばね202を介して前記吸入弁5を開弁させる方向に移動し、前記吸入弁5を開弁状態にする。
【0036】
燃料タンク50から燃料ポンプ51及び燃圧レギュレータ52を介して一定圧力に調圧された燃料は、前記ポンプ室8の吸入通路10に導かれ、その後、前記ポンプ室8内の加圧室12で前記プランジャ2の往復動により加圧され、前記ポンプ室8の吐出通路11からコモンレール53に圧送される。
【0037】
前記コモンレール53には、内燃機関507の気筒数にあわせて設けられた各燃料噴射弁54のほか、リリーフ弁55、燃圧センサ56が備えられており、コントロールユニット515は、クランク角センサ516、カム角センサ511、並びに燃圧センサ56の各検出信号に基づいてソレノイド200の駆動信号を出力して高圧燃料ポンプの燃料吐出量の制御を行っているとともに、各燃料噴射弁54の駆動信号を出力して燃料噴射の制御を行っている。なお、リリーフ弁55は、前記コモンレール53内の圧力が所定値を超えた場合に開弁され、配管系破損の防止を図っている。
【0038】
図5は、前記高圧燃料ポンプ1の動作タイミングチャートを示している。なお、ポンプ駆動カム100で駆動するプランジャ2の実際のストローク(実位置)は、図6に示すような曲線になるが、上死点と下死点の位置を分かり易くするために、以下、プランジャ2のストロークを直線的に表すこととする。
【0039】
次に、高圧燃料ポンプ1の具体的な動作を、図5の動作タイミングチャートを踏まえて説明する。
【0040】
プランジャ2は、前記カム100の回転によりプランジャ下降ばね4の付勢力に応じて上死点側から下死点側に移動すると、前記ポンプ室8の吸入行程が行われる。前記吸入行程では、前記吸入弁係合部材201であるロッドの位置が開弁ばね202の付勢力に応じて吸入弁5と係合して前記吸入弁5を開弁方向に移動させ、加圧室12内の圧力が低下する。
【0041】
次いで、プランジャ2が、前記カム100の回転によりプランジャ下降ばね4の付勢力に抗して下死点側から上死点側に移動すると、前記ポンプ室8の圧縮行程が行われる。前記圧縮行程では、コントロールユニット515からアクチュエータであるソレノイド200の駆動信号(ON信号)が出力されてソレノイド200が通電(ON状態)されると、前記吸入弁係合部材201であるロッドの位置が開弁ばね202の付勢力に抗して吸入弁5を閉弁方向に移動されるとともに、その先端が前記吸入弁5との係合を解かれ、前記吸入弁5が閉弁ばね5aの付勢力に応じて閉弁方向に移動することにより、加圧室12内の圧力が上昇する。
【0042】
そして、前記吸入弁係合部材201がソレノイド200側に最も吸引され、プランジャ2の往復動に同期する吸入弁5が閉弁して加圧室12内の圧力が高くなると、加圧室12内の燃料が吐出弁6を押圧し、前記吐出弁6は、閉弁ばね6aの付勢力に抗して自動的に開弁し、加圧室12の容積減少分の高圧燃料がコモンレール53側に吐出される。なお、ソレノイド200の駆動信号は、前記吸入弁5がソレノイド200側で閉弁されると、その通電が停止(OFF状態)されるが、前記のように、前記加圧室12内の圧力が高いため、吸入弁5は閉弁状態で維持されてコモンレール53側への燃料の吐出が行われる。
【0043】
また、プランジャ2が、前記カム100の回転によりプランジャ下降ばね4の付勢力に応じて上死点側から下死点側に移動すると、前記ポンプ室8の吸入行程が行われ、前記加圧室12内の圧力低下に伴って、前記吸入弁係合部材201が開弁ばね202の付勢力に応じて吸入弁5と係合されて開弁方向に移動するとともに、吸入弁5がプランジャ2の往復動に同期して自動的に開弁し、前記吸入弁5の開弁状態が保持される。そして、加圧室12内は圧力の低下が生じていることにより吐出弁6の開弁が行われない。以後前記動作を繰り返す。
【0044】
このため、前記プランジャが上死点に達する前の圧縮工程の途中で、ソレノイド200がON状態にされる場合には、このときから、コモンレール53への燃料圧送が行われ、また、燃料圧送が一度始まれば、加圧室12内の圧力は上昇しているので、その後に、ソレノイド200をOFF状態にしても、吸入弁5は閉塞状態を維持する一方で、吸入工程の始まりに同期して自動開弁することができ、ソレノイド200のON信号の出力タイミングにより、コモンレール53側への燃料の吐出量を調節することができる。さらに、圧力センサ56の信号に基づき、コントロールユニット515にて適切な通電ONタイミングを演算し、ソレノイド200をコントロールすることにより、コモンレール53の圧力を目標値にフィードバック制御させることができる。
【0045】
図7は、前記高圧燃料ポンプ制御装置を有するコントロールユニット515のMPU603が行う高圧燃料ポンプ1の制御ブロック図である。前記高圧燃料ポンプ制御装置は、基本角度算出手段701、目標燃料圧力算出手段702、燃料圧力入力処理手段703、及び、前記ソレノイド200の駆動信号を算出する手段をその一態様として備えるポンプ制御信号算出手段(アクチュエータ駆動信号算出手段)1502から構成されている。
【0046】
基本角度算出手段701は、運転状態に基づいてソレノイド200をON状態にするソレノイド制御信号の基本角度BASANGを演算してポンプ制御信号算出手段1502に出力する。図8は、吸入弁5の閉弁タイミングと高圧燃料ポンプ吐出量の関係を示したものであり、該図8から理解されるように、基本角度BASANGは、要求燃料噴射量と高圧燃料ポンプ吐出量が釣り合うように前記吸入弁5が閉弁する角度を設定する。
【0047】
目標燃料圧力算出手段702は、同じく運転状態に基づきその動作点に最適な目標燃料圧力Ptargetを算出してポンプ制御信号算出手段1502に出力する。燃料圧力入力処理手段703は、燃料圧力センサ56の信号をフィルタ処理し、実燃料圧力である計測燃料圧力Prealを検出してポンプ制御信号算出手段1502に出力する。
【0048】
そして、ポンプ制御信号算出手段1502は、後述するように、前記各信号に基づいてアクチュエータ駆動信号である前記ソレノイド制御信号を演算してソレノイド駆動手段707に出力する。
【0049】
図9は、前記コントロールユニット515(高圧燃料ポンプ制御装置を含む)の動作のタイミングチャートを示している。コントロールユニット515は、カム角センサ511からの検出信号(CAM信号)とクランク角センサ516からの検出信号(CRANK信号)に基づいて各ピストン507aの上死点位置を検出し、燃料噴射制御及び点火時期制御を行うとともに、前記カム角センサ511からの検出信号(CAM信号)と前記クランク角センサ516からの検出信号(CRANK信号)に基づいて高圧燃料ポンプ1のプランジャ2のストロークを検出し、高圧燃料ポンプ1の燃料吐出制御であるソレノイド制御を行っている。なお、ソレノイド制御の基本点となるREF信号は、上記CRANK信号とCAM信号とに基づいて生成される。
【0050】
ここで、図9のCRANK信号の信号が欠けた部分(点線で示す)は、基準位置となるものであり、CYL#1の上死点、又はCYL#4の上死点から所定の位相分ずれた位置にある。そして、コントロールユニット515は、前記CRANK信号の信号が欠けたときに、前記CAM信号がHi又はLoであるかによって、CYL#1側又はCYL#4側であるかを判別する。そして、高圧燃料ポンプ1からの燃料の吐出は、ソレノイド制御信号の立ち上がりからソレノイド200の作動遅れ分の所定時間経過後に開始される一方で、この吐出は、ソレノイド制御信号が終了しても加圧室12からの圧力によって吸入弁5が押されているので、プランジャストロークが上死点に達するまで続けられる。
【0051】
図10は、本実施形態のポンプ制御信号算出手段1502を具体的に示した制御ブロック図である。ポンプ制御信号算出手段1502は、ソレノイド200のON信号のタイミングを演算する基準角度演算手段704と、そのON信号の幅を算出するポンプ信号通電時間算出手段706とを基本的な構成とし、基準角度演算手段704は、基本角度算出手段701の基本角度BASANG、目標燃料圧力算出手段702の目標燃圧Ptarget、燃料圧力入力処理手段703の計測燃料圧力Prealに基づいて、前記ON信号の出力開始の基準となる基準角度REFANGを演算する。
【0052】
そして、前記基準角度REFANGに、ソレノイド作動遅れ補正手段705による作動遅れ補正分PUMREを加えてソレノイド200のON信号の出力開始角度STANGを計算し、ソレノイド200のON信号のタイミングとしてソレノイド駆動手段707に出力する。
【0053】
また、ポンプ信号通電時間算出手段706は、運転条件に基づいて高圧燃料ポンプ1のソレノイド200の通電要求時間TPUMKEMAPを演算する。通電要求時間TPUMKEMAPの値は、バッテリ電圧が低くソレノイド抵抗が大きい、ソレノイド吸引力発生最悪条件においてであっても、ポンプ室2の圧力で吸入弁5を閉じられるようになるまで吸入弁係合部材201を保持し、確実に吸入弁5を閉弁できる値を設定する。一方、通電時間最大値算出手段ブロック710では、ソレノイドの吸引力が次の吐出行程まで維持されないための通電時間最大値TPUMKEMAXを演算する。最小値選択部709では、通電要求時間TPUMKEMAPと通電時間最大値TPUMKEMAXとの最小値を選択し、通電時間TPUMKEとしてソレノイド駆動手段707に出力する。つまり、通電要求時間TPUMKEMAPを通電時間最大値TPUMKEMAXで上限値制限を行う。
【0054】
そして、前記出力開始角度STANGと前記通電時間TPUMKEからソレノイド200の駆動を行う。ここで、ソレノイド作動遅れ補正手段705は、ソレノイド200の電磁力、ひいては作動遅れ時間がバッテリ電圧によって変わることから、バッテリ電圧に基づいてソレノイド作動遅れ補正を算出している。
【0055】
次に、通電時間最大値算出手段710内の第一の実施例における具体的な説明を行う。絶対信号終了位相算出手段708では、絶対に通電信号をOFFしていなければならない基本点(REF信号)からの角度OFFANGを演算する。この角度は、高圧ポンプ吐出行程に通電を開始した信号をポンプ吸入行程までONし続けても、この場合における吸入行程の通電は、吸入弁閉弁に関与しないので、消費電流低減のため、基本点(REF信号)からの角度OFFAMGを基本点からプランジャ上死点までの角度以下に設定する。加えて、通電信号OFF後のソレノイドの吸引力が次の吐出行程まで維持されない角度を設定する。
【0056】
また、図11は、ソレノイド制御信号(通電信号)、通電電流値、及び、シレノイドの吸引力の関係を示した図であり、通電信号OFF後、ソレノイドには一定期間電流が流れ、電流が一定値以下に落ちるまで吸引力は維持される。この期間はコイル抵抗およびバッテリ電圧に依存する。また、位相制御を行っているため、期間を角度に単位変換するため回転数の入力も必要となる。つまり、前記基本点(REF信号)からの角度OFFANGは、コイル抵抗、バッテリ電圧、回転数の少なくとも一つを用いて演算する。
【0057】
図12は、出力開始角度STANG、基本点(REF信号)からの角度OFFANG、通電時間最大値TPUMKEMAXの関係を示している。基本点(REF信号)からの角度OFFANGと出力開始角度STANGの差が通電時間最大値TPUMKEMAXとなる。
【0058】
図13は、通電時間最大値算出手段710内の第二の実施例を示したものである。通電時間最大値基本値算出手段711では、燃料噴射量、エンジン回転数、燃料圧力等から求められる出力開始角度STANGとエンジン回転数とから通電時間最大値基本値を算出する。該通電時間最大値基本値に、バッテリ電圧補正手段712で算出されたバッテリ電圧補正係数をかけることにより通電時間最大値を算出し、最小値選択部709へ出力する。
【0059】
図14は、本発明の第二の実施形態のポンプ制御信号算出手段1502を示したもので、第一の実施形態のポンプ制御信号算出手段1502との相違は、最小値選択部709(図10参照)に代えて通電時間算出手段713を備えたことである。該通電時間算出手段713は、ポンプ信号通電時間算出手段706で算出されたTPUMKEMAPと通電時間最大値算出手段710で算出されたTPUMKEMAXに基づき通電時間TPUMKEを算出してソレノイド駆動信号に出力するものである。
【0060】
図15は、通電時間算出手段713における制御フローを示したももである。ステップ3001で割込み処理が開始される。該割込み処理は、例えば10ms毎のような時間周期でも、例えばクランク角度180deg毎のように回転周期でもよい。ステップ3002では、通電要求時間TPUMKEMAPおよび通電時間最大値TPUMKEMAXを読み込む。ステップ3003においては通電要求時間TPUMKEMAPと通電時間最大値TPUMKEMAXの大小関係を判定し、通電時間最大値TPUMKEMAXの方が大きい場合、ポンプ位相制御信号通電時間TPUMKE=TPUMKEMAPとして出力する。一方、通電時間最大値TPUMKEMAXの方が小さい場合、通電要求時間TPUMKEMAPを出力することが不可能であると判定し、ポンプ位相制御信号通電時間TPUMKE=0として、ソレノイドへの通電を禁止する。
【0061】
前記ポンプ制御信号算出手段1502による処理において、ソレノイド200の通電要求時間TPUMKEMAP>通電時間TPUMKEとなることがある。この場合、ソレノイド吸引力発生最悪条件において、吸入弁を確実に閉弁できない可能性があり、吸入弁を確実に閉弁できないことにより、ポンプが圧送を行えず燃料圧力の脈動を大きくする可能性がある。
【0062】
図16は、ポンプが圧送を行えず燃料圧力が脈動する可能性のある場合の制御フローを示したものである。
ステップ3101で割込み処理を開始する。割込み処理は、例えば10ms毎のような時間周期でも、あるいはクランク角度180deg毎のように回転周期でもよい。ステップ3102では、通電要求時間TPUMKEMAPおよび通電時間TPUMKEを読み込む。ステップ3103からステップ3105においては、通電時間TPUMKEが通電要求時間TPUMKEMAPより小さく、かつ成層燃焼運転を行っており、かつ脈動による失火の可能性があると判定した場合には、燃圧の変動に強い均質燃焼運転に移行する。
【0063】
図17は、前記コントロールユニット515による燃圧の制御に対する前記ソレノイド制御信号の出力開始角度STANG、及び通電時間TPUMKE等のパラメータを示したものであり、図10の本実施形態のポンプ制御信号算出手段1502の制御を具体的に説明した図である。前記ソレノイド200のON信号の出力タイミングである出力開始角度STANGは、次の式(1)のように求めることができる。
【0064】
【数1】
STANG=REFANG−PUMRE    (1)
【0065】
ここで、基準角度REFANGは、内燃機関507の運転状態に基づいて基準角度算出手段704(図10)で算出される。PUMREはポンプ遅れ角度であり、ソレノイド作動遅れ補正手段705(図10)で算出され、例えば、バッテリ電圧により変化するアクチュエータ駆動時間、すなわちソレノイド通電に基づいた吸入弁係合部材201の作動遅れを示している。
【0066】
次に、ソレノイド200のON信号の幅であるポンプ位相制御信号通電時間TPUMKEは、ポンプ位相制御信号通電時間算出手段706を基本値とし、運転状態に基づいて算出する(図10)。そして、出力開始角度STANGによって、前記REF信号の立ち上がりである基本点からどれくらいで吸入弁5を閉じさせるソレノイド200のON信号を出力するか、即ち、ソレノイド制御信号の出力タイミングを求める。一方、ポンプ位相制御信号通電時間TPUMKEによって、前記ソレノイド制御信号をどれくらいの時間で出力し続けるか、すなわちソレノイド制御信号の幅を求める。
【0067】
本実施形態の高圧燃料ポンプ制御装置は、算出されたソレノイド制御信号出力タイミングから算出された時間分通電することを基本とし、信号終了タイミングが既定値を超えた場合には、ポンプ位相制御信号通電時間に制限を行っている。以上のように、本発明の前記実施形態は、前記構成に基づいて次の機能を奏する。
【0068】
本実施形態のコントロールユニット515は、シリンダ507bに備えられた燃料噴射弁54と、該燃料噴射弁54に燃料を圧送させる高圧燃料ポンプ1とを有する筒内噴射内燃機関507の高圧燃料ポンプ制御装置であって、前記高圧燃料ポンプ1は、該高圧燃料ポンプ1内の燃料を加圧するプランジャ2と、前記高圧燃料ポンプ1の吐出量又は圧力を可変にするために位相制御されるソレノイド200と、前記ソレノイド200のON信号にて燃料の吸入通路10を閉弁させる吸入弁5とを有し、前記制御装置は、ポンプ制御信号算出手段1502を有し、前記ポンプ制御信号算出手段1502は、前記ソレノイド200のOFF信号の出力タイミングを所定の位相の範囲内に制限する手段を有しており、高圧燃料ポンプ1の次の吐出行程に前記ソレノイド200の吸引力が残らないように制御しているので、意図しない燃料量を高圧燃料ポンプ1が吐出することを防ぎ、燃料圧力を最適かつ迅速に制御することができ、燃焼の安定化及び排出ガス性能の改善を図ることができる。
【0069】
図18は、本実施形態の高圧燃料ポンプ制御装置による動作タイミングチャートである。
本実施形態は、通電信号終了タイミングを管理することにより、確実に目標燃圧に制御することが可能となる。確実に目標燃圧に制御することにより、失火およびシリンダ内の燃料の付着を防ぎ、排出ガスの低減に貢献できる。
【0070】
以上、本発明の二つの実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく設計において種々の変更ができるものである。
【0071】
例えば、前記実施形態では、高圧燃料ポンプ1が排気弁526のカム軸上に配置されているが、吸入弁514のカム軸上に配置、又はシリンダ507bのクランク軸507dに同期させたものであっても良い。
【0072】
また、通電信号終了タイミングを制限する方法としては、高圧燃料ポンプのプランジャ位置をスイッチ入力として、プランジャが上死点付近に上がってきたとき、電子回路により通電信号を終了する方法でも良い。
【0073】
更に、前記実施形態においては、高圧燃料ポンプの吸入弁をソレノイド(アクチュエータ)で操作して前記ポンプの加圧室の圧力を調整しているが、該加圧室内の圧力調整は、前記吸入弁に限らず、前記ポンプの加圧室とポンプ外部との間に配置され、燃料を連通通過する他の燃料通過弁であっても、本発明を実施できるものである。該燃料通過弁は、前記吸入弁の他に、前記ポンプの加圧室内の燃料を逃がす逃がし弁であっても良いものである。該逃がし弁の場合は、前記吸入弁とは、ソレノイド(アクチュエータ)での操作の仕方が具体的には異なるようになるが、本願の特許請求の範囲に記載されている発明を実施することにおいては、同じである。
【0074】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置は、ソレノイド制御信号の終了タイミングを所定の位相範囲内に制限しているので、燃料圧力を最適、かつ、迅速に制御することができ、排出ガスの性状の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の高圧燃料ポンプ制御装置を備えた内燃機関の制御システムの全体構成図。
【図2】図1の内燃機関の制御装置の内部構成図。
【図3】図1の高圧燃料ポンプを備えた燃料系システムの全体構成図。
【図4】図3の高圧燃料ポンプの縦断面図。
【図5】図3の高圧燃料ポンプの動作タイミングチャート。
【図6】図5の動作タイミングチャートの補足説明図。
【図7】図1の高圧燃料ポンプ制御装置による基本制御ブロック図。
【図8】図3の高圧燃料ポンプにおける吐出流量特性を示す図。
【図9】図1の高圧燃料ポンプ制御装置の基本動作タイミングチャート。
【図10】図7の高圧燃料ポンプ制御装置のポンプ制御信号算出手段の制御ブロック図。
【図11】図3の高圧燃料ポンプにおけるソレノイド制御信号と吸引力の関係を示す図。
【図12】図10の高圧燃料ポンプ制御装置のポンプ制御信号算出手段の補足説明図。
【図13】図10の高圧燃料ポンプ制御装置の通電時間最大値算出手段の他の実施例の基本制御ブロック図。
【図14】本発明の他の実施形態の高圧燃料ポンプ制御装置のポンプ制御信号算出手段の制御ブロック図。
【図15】図10の高圧燃料ポンプ制御装置の動作フローチャート。
【図16】本発明の各実施形態の内燃機関の制御装置におけるポンプが圧送を行えず燃料圧力が脈動する可能性のある場合の制御フローを示した図。
【図17】図10の高圧燃料ポンプ制御装置の基本動作タイミングチャート。
【図18】図10の高圧燃料ポンプ制御装置の燃圧制御時の動作タイミングチャート。
【図19】従来の高圧燃料ポンプ制御装置の燃圧制御時の動作タイミングチャート。
【符号の説明】
1  高圧燃料ポンプ
2  プランジャ
5  吸入弁
11  吸入通路
54  燃料噴射弁
200  アクチュエータ(ソレノイド)
507  筒内噴射内燃機関
507b 気筒
515  高圧燃料ポンプ制御装置(コントロールユニット)
701  アクチュエータの基本角度算出手段
702  目標燃料圧力算出手段
703  実際の燃料圧力を算出する手段(燃圧入力処理手段))
704  アクチュエータの基準角度演算手段
705  アクチュエータの作動遅れ補正手段
706  アクチュエータの駆動信号の幅を算出する手段(ポンプ信号通電時間算出手段)
707  アクチュエータを駆動する手段(ソレノイド駆動手段))
708  通電時間最大値算出手段
713  通電時間算出手段
1502 ポンプ制御信号算出手段(アクチュエータ駆動信号算出手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine, and more particularly to a high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine that can variably adjust a discharge amount of high-pressure fuel that is pressure-fed to a fuel injection valve of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Current automobiles are required to reduce emissions of specific substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx) contained in automobile exhaust gas from the viewpoint of environmental protection. For the purpose of reducing these, a direct injection engine (a direct injection internal combustion engine) has been developed. The in-cylinder injection internal combustion engine directly injects fuel by a fuel injection valve into a combustion chamber of a cylinder, and promotes combustion of the injected fuel by reducing the particle diameter of fuel injected from the fuel injection valve. In addition, reduction of specific substances in exhaust gas, improvement of engine output, etc. are aimed at.
[0003]
Here, in order to reduce the particle diameter of the fuel injected from the fuel injection valve, a means for increasing the pressure of the fuel is required. Therefore, a high-pressure fuel pump for pumping high-pressure fuel to the fuel injection valve is required. (For example, JP-A-10-153157, JP-A-2001-123913, JP-A-2000-8997, JP-A-11-33638, and JP-A-11-324860). And JP-A-11-324575, JP-A-2000-18130, JP-A-2001-248515 and the like.
[0004]
The technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-153157 aims to improve the fuel supply capacity of a high-pressure fuel supply device for an internal combustion engine. The variable discharge high-pressure pump of the device has three passages in a pump chamber. That is, an inflow passage through which low-pressure fuel flows into the pump chamber, a supply passage through which high-pressure fuel is supplied to the common rail, and a spill passage are communicated. A spill valve is connected to the spill passage, and the spill valve is opened and closed. The discharge amount is adjusted by controlling the spill amount to the fuel tank by the operation. In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-123913, the discharge amount is adjusted by changing the volume of the pump chamber from the start of the suction stroke to immediately before the end of the discharge stroke.
[0005]
The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-8997 discloses a technique for reducing the driving force of a high-pressure fuel pump and controlling the flow rate by controlling the flow rate of high-pressure fuel supplied according to the fuel injection amount of a fuel injection valve. If the pressure on the downstream side (pressurizing chamber side) of the suction valve is equal to or higher than the pressure on the upstream side (suction port side) even when the valve does not operate, An engagement member for generating a valve closing force on the suction valve, the engagement member being provided with a biasing force so as to engage when the suction valve moves in the valve closing direction; An actuator for applying a biasing force in the direction to the engagement member is provided, and the amount of fuel discharged is adjusted by opening and closing the suction valve.
[0006]
Further, the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-336638 is for accurately adjusting the fuel regardless of the operating state of the engine. The opening and closing of the solenoid valve is controlled in synchronism with the pressure feed.
[0007]
Furthermore, the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-324860 aims at achieving high precision flow control, miniaturization and cost reduction of a variable discharge high pressure pump. The technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2000-18130 aims to improve responsiveness when the target pressure changes in a device that variably controls the fuel injection pressure. The discharged fuel is relieved to the suction side by using a normally closed solenoid valve, and the fuel pressure on the fuel injection valve side is controlled to improve reliability.
[0008]
Furthermore, the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-248515 discloses a valve opening signal supplied to the normally closed solenoid valve, in order to prevent an abnormal rise in coil temperature from a top dead center to a bottom dead center of a fuel pump plunger. At the predetermined position just above the top dead center during the suction stroke toward.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as shown in FIG. 19, the operation timing chart of the conventional fuel pressure control by the variable discharge amount high pressure pump is such that a REF signal 1801 is generated from a cam angle signal and a crank angle signal, and the REF signal 1801 is used as a reference. A solenoid control signal (pulse) 1802, which is an actuator drive signal, is output by angle or time control. Even if the solenoid control signal 1802 ends, current flows through the coil for a while, so that the solenoid maintains the suction force.
[0010]
For example, when a small discharge amount request is made to the pump, the solenoid control signal 1802 is output near the top dead center of the plunger (the details of the control will be described later). At this time, if the suction force of the solenoid is maintained until the next discharge stroke, the pump performs full discharge due to the characteristics of the high-pressure fuel pump.
[0011]
That is, while the high-pressure pump performs a full discharge, the pump requires a small discharge, so that the measured fuel pressure cannot follow the target fuel pressure. As a result, it becomes impossible to realize an optimum fuel pressure under the operating conditions of the internal combustion engine, and stable combustion cannot be obtained due to the adhesion of fuel to the piston surface, and the problem of deterioration of exhaust gas properties occurs. .
[0012]
That is, the present inventor has found that in controlling the variable discharge amount high pressure pump, it is important to know that the timing of ending the solenoid control signal is important. The end timing of the drive signal of the actuator is calculated using at least one of an engine speed, a fuel injection amount from the fuel injection valve, a battery voltage, and a coil resistance, and based on the calculation, before the top dead center of the plunger. New knowledge that it is necessary to limit to
[0013]
However, although each of the above-mentioned conventional techniques describes, for example, controlling the opening / closing timing of a spill valve for adjusting a fuel pressure feed amount to be sent to a common rail by a control device, it is an actuator of a variable discharge amount high pressure pump. There is no indication of the timing of limiting the control signal of the solenoid, and no particular consideration is given to the above.
[0014]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to limit the end timing of the control signal of the high-pressure fuel pump to thereby improve the stability of the drive control of the high-pressure fuel pump. An object of the present invention is to provide a high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine that can be improved.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to the present invention basically includes a fuel injection valve provided in a cylinder, a high-pressure fuel pump that feeds fuel to the fuel injection valve, The high-pressure fuel pump includes a pressurizing chamber, a plunger for pressurizing the fuel in the pressurizing chamber, a fuel-fuel passage valve provided in the pressurization chamber, and an actuator for operating the fuel passage valve. The controller has means for calculating a drive signal of the actuator so as to make the discharge amount or the pressure of the high-pressure fuel pump variable, and the means for calculating the drive signal includes a drive signal of the actuator. And a means for restricting the end timing of the process to a predetermined phase.
[0016]
According to the high pressure fuel pump control apparatus for an internal combustion engine of the present invention configured as described above, the output timing of the drive signal of the actuator that closes the fuel intake passage is within the range of the phase that can reliably control the fuel discharge amount. , The fuel pressure can be controlled optimally and quickly, which can contribute to stabilization of combustion and improvement of exhaust gas performance.
[0017]
In a specific aspect of the high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to the present invention, the means for restricting to the predetermined phase restricts the end timing of the drive signal of the actuator to before the top dead center of the plunger. It is characterized by doing.
[0018]
Further, in another specific aspect of the high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to the present invention, the means for restricting to a predetermined phase includes: The calculation is performed using at least one of the fuel injection amount from the valve, the battery voltage, and the coil resistance.
[0019]
Still further, in a specific aspect of the high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to the present invention, the means for restricting to the predetermined phase uses an electronic circuit, and the driving of the actuator is performed. When the end timing of the signal is limited to the predetermined phase, at least one of a fuel injection amount from the fuel injection valve, a fuel injection timing, and an ignition timing is changed and controlled.
[0020]
The internal combustion engine high-pressure fuel pump control device of the present invention configured as described above, in addition to the end timing of the drive signal of the actuator is limited to the predetermined phase, whether the operation of the internal combustion engine is in stratified combustion, Switching control of combustion of the internal combustion engine can be performed based on whether the pulsation of the fuel pressure is within an allowable value or the like.
[0021]
Another aspect of the high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to the present invention includes: a fuel injection valve provided in a cylinder; and a high-pressure fuel pump for pumping fuel to the fuel injection valve. A pressurizing chamber, a plunger for pressurizing the fuel in the pressurizing chamber, a fuel-fuel passage valve provided in the pressurization chamber, and an actuator for operating the fuel-fuel passage valve; In order to make the discharge amount or the pressure of the high-pressure fuel pump variable, a means for calculating a drive signal of the actuator is provided, and the means for calculating the drive signal is such that the output timing of the drive signal of the actuator is a predetermined phase or later Means for not outputting a drive signal in the case, and when the drive signal is not output, the fuel injection amount from the fuel injection valve, the fuel injection timing, and the ignition timing are reduced. It is characterized in that at least one is changed and controlled.
[0022]
In the high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine of the present invention configured as described above, in the control process of the pump control device, the drive request time of the actuator may be longer than the drive time calculated based on operation conditions and the like, In such a case, as the worst condition, the fuel passage valve may not be able to be reliably closed, and the high-pressure pump may not be able to perform pumping, and in consideration of the possibility that the fuel pressure may increase pulsation, Determines that it is impossible to output a drive signal for the actuator, sets the pump phase control signal drive time to 0, and inhibits energization of the solenoid (drive of the actuator).
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 shows an overall configuration of a control system for a direct injection internal combustion engine 507 according to the present embodiment. The in-cylinder injection internal combustion engine 507 is composed of four cylinders, and air introduced into each cylinder 507b is taken in from an inlet portion 502a of an air cleaner 502, passes through an air flow meter (air flow sensor) 503, and controls an electronic throttle which controls an intake flow rate. The gas enters the collector 506 through the throttle body 505 in which the valve 505a is housed.
[0025]
The air taken into the collector 506 is distributed to each intake pipe 501 connected to each cylinder 507b of the internal combustion engine 507, and then guided to a combustion chamber 507c formed by a piston 507a, the cylinder 507b, and the like.
[0026]
Further, a signal indicating the intake flow rate is output from the airflow sensor 503 to an internal combustion engine control device (control unit) 515 having the high-pressure fuel pump control device of the present embodiment. Further, a throttle sensor 504 for detecting the opening of the electronically controlled throttle valve 505a is attached to the throttle body 505, and a signal thereof is also output to the control unit 515.
[0027]
On the other hand, fuel such as gasoline is primarily pressurized from a fuel tank 50 by a fuel pump 51 and is supplied to a fuel pressure regulator 52 at a constant pressure (for example, 3 kg / cm 3 2 ) And a higher pressure (for example, 50 kg / cm) by the high-pressure fuel pump 1 described later. 2 ), And is injected through a common rail 53 from a fuel injection valve (fuel injection valve) 54 provided in each cylinder 507b into a combustion chamber 507c. The fuel injected into the combustion chamber 507c is ignited by an ignition plug 508 according to an ignition signal whose voltage is increased by an ignition coil 522.
[0028]
A crank angle sensor 516 attached to the crankshaft 507d of the internal combustion engine 507 outputs a signal indicating the rotational position of the crankshaft 507d to the control unit 515, and outputs a cam angle attached to a camshaft (not shown) of the exhaust valve 526. The sensor 511 outputs an angle signal indicating the rotation position of the camshaft to the control unit 515, and also outputs an angle signal indicating the rotation position of the pump driving cam 100 of the high-pressure fuel pump 1 to the control unit 515.
[0029]
Further, an A / F sensor 518 provided upstream of the catalyst 520 in the exhaust pipe 519 detects an A / F of the exhaust gas, and a detection signal thereof is also output to the control unit 515.
[0030]
2, a main part of the control unit 515 includes an MPU 603, an EP-ROM 602, a RAM 604, an I / OLSI 601 including an A / D converter, and the like, and includes a crank angle sensor 516, a cam angle sensor 511, and the like. And taking in signals from various sensors including the internal combustion engine cooling water temperature sensor 517 and the fuel pressure sensor 56 as inputs, executing predetermined arithmetic processing, and outputting various control signals calculated as the arithmetic results, A predetermined control signal is output to the high-pressure pump solenoid 200 as an actuator, each of the fuel injection valves 54, the ignition coil 522, and the like to execute a fuel discharge amount control, a fuel injection amount control, an ignition timing control, and the like. is there.
[0031]
3 and 4 show the high-pressure fuel pump 1. FIG. 3 shows an entire configuration diagram of a fuel system including the high-pressure fuel pump 1. FIG. FIG.
[0032]
The high-pressure fuel pump 1 pressurizes fuel from a fuel tank 50 to pump high-pressure fuel to a common rail 53. The high-pressure fuel pump 1 includes a cylinder chamber 7, a pump chamber 8, and a solenoid chamber 9. 7 is disposed below the pump chamber 8, and the solenoid chamber 9 is disposed on the suction side of the pump chamber 8.
[0033]
The cylinder chamber 7 includes a plunger 2, a lifter 3, and a plunger lowering spring 4. The plunger 2 is pressed against a pump driving cam 100 that rotates with the rotation of the cam shaft of an exhaust valve 526 in the internal combustion engine 507. Reciprocating through the lifter 3 changes the volume of the pressurizing chamber 12.
[0034]
The pump chamber 8 includes a suction passage 10 for low-pressure fuel, a pressurized chamber 12, and a discharge passage 11 for high-pressure fuel. A suction valve 5 is provided between the suction passage 10 and the pressurized chamber 12. The suction valve 5 is a check valve that restricts the fuel flow direction via a valve closing spring 5a that urges the pump chamber 8 toward the solenoid chamber 9 in the valve closing direction. A discharge valve 6 is provided between the pressurizing chamber 12 and the discharge passage 11, and the discharge valve 6 is also urged from the pump chamber 8 toward the solenoid chamber 9 in the valve closing direction of the discharge valve 6. This is a check valve that restricts the flow direction of the fuel through the closing valve spring 6a. The pressure of the pressurizing chamber 12 is equal to or greater than the pressure of the inflow passage 10 across the suction valve 5 due to the change in the volume of the pressurizing chamber 12 due to the plunger 2. In this case, the suction valve 5 is urged to close.
[0035]
The solenoid chamber 9 includes a solenoid 200 as an actuator, a suction valve engaging member 201, and a valve opening spring 202. The tip of the suction valve engaging member 201 can be freely connected to and separated from the suction valve 5. It is disposed at a position opposite to the suction valve 5 and is moved in a direction to close the suction valve 5 by energizing the solenoid 200. On the other hand, when the solenoid 200 is de-energized, the suction valve engaging member 201 moves in a direction to open the suction valve 5 via a valve opening spring 202 engaged with the rear end, and The suction valve 5 is opened.
[0036]
The fuel whose pressure has been adjusted to a constant pressure from the fuel tank 50 via the fuel pump 51 and the fuel pressure regulator 52 is led to the suction passage 10 of the pump chamber 8, and thereafter, the fuel is compressed by the pressurizing chamber 12 in the pump chamber 8. Pressurized by the reciprocating motion of the plunger 2, the pressure is sent from the discharge passage 11 of the pump chamber 8 to the common rail 53.
[0037]
The common rail 53 includes a fuel injection valve 54 provided in accordance with the number of cylinders of the internal combustion engine 507, a relief valve 55, and a fuel pressure sensor 56. A control unit 515 includes a crank angle sensor 516, The drive signal of the solenoid 200 is output based on the detection signals of the angle sensor 511 and the fuel pressure sensor 56 to control the fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump, and the drive signal of each fuel injection valve 54 is output. To control the fuel injection. In addition, the relief valve 55 is opened when the pressure in the common rail 53 exceeds a predetermined value to prevent breakage of the piping system.
[0038]
FIG. 5 shows an operation timing chart of the high-pressure fuel pump 1. The actual stroke (actual position) of the plunger 2 driven by the pump driving cam 100 is a curve as shown in FIG. 6, but in order to make the positions of the top dead center and the bottom dead center easy to understand, The stroke of the plunger 2 is represented linearly.
[0039]
Next, a specific operation of the high-pressure fuel pump 1 will be described with reference to an operation timing chart of FIG.
[0040]
When the plunger 2 moves from the top dead center side to the bottom dead center side in response to the urging force of the plunger descending spring 4 due to the rotation of the cam 100, the suction stroke of the pump chamber 8 is performed. In the suction stroke, the position of the rod serving as the suction valve engaging member 201 is engaged with the suction valve 5 in accordance with the urging force of the valve-opening spring 202 to move the suction valve 5 in the valve opening direction. The pressure in the chamber 12 decreases.
[0041]
Next, when the plunger 2 moves from the bottom dead center side to the top dead center side against the urging force of the plunger descending spring 4 due to the rotation of the cam 100, the compression stroke of the pump chamber 8 is performed. In the compression stroke, when a drive signal (ON signal) of the solenoid 200 as an actuator is output from the control unit 515 and the solenoid 200 is energized (ON state), the position of the rod serving as the suction valve engaging member 201 is changed. The suction valve 5 is moved in the valve closing direction against the urging force of the valve opening spring 202, and the tip thereof is disengaged from the suction valve 5 so that the suction valve 5 is attached to the valve closing spring 5a. By moving in the valve closing direction according to the force, the pressure in the pressurizing chamber 12 increases.
[0042]
When the suction valve engaging member 201 is most attracted to the solenoid 200 side and the suction valve 5 synchronized with the reciprocating motion of the plunger 2 closes and the pressure in the pressurizing chamber 12 increases, the pressure in the pressurizing chamber 12 increases. Presses the discharge valve 6, the discharge valve 6 opens automatically against the urging force of the valve-closing spring 6a, and the high-pressure fuel corresponding to the reduced volume of the pressurizing chamber 12 moves to the common rail 53 side. Discharged. When the suction valve 5 is closed on the solenoid 200 side, the drive signal of the solenoid 200 is turned off (OFF state). However, as described above, the pressure in the pressurizing chamber 12 is reduced. Since it is high, the suction valve 5 is maintained in the closed state, and fuel is discharged to the common rail 53 side.
[0043]
Further, when the plunger 2 moves from the top dead center side to the bottom dead center side according to the urging force of the plunger descending spring 4 by the rotation of the cam 100, the suction stroke of the pump chamber 8 is performed, and the pressurizing chamber is moved. As the pressure in the valve 12 decreases, the suction valve engaging member 201 is engaged with the suction valve 5 in response to the urging force of the valve opening spring 202 and moves in the valve opening direction. The valve is automatically opened in synchronization with the reciprocation, and the open state of the suction valve 5 is maintained. The discharge valve 6 is not opened because the pressure in the pressurizing chamber 12 is reduced. Thereafter, the above operation is repeated.
[0044]
For this reason, when the solenoid 200 is turned on during the compression process before the plunger reaches the top dead center, the fuel pressure feeding to the common rail 53 is performed from this time, and the fuel pressure feeding is started. Once started, since the pressure in the pressurizing chamber 12 has increased, even if the solenoid 200 is subsequently turned off, the suction valve 5 maintains the closed state while synchronizing with the start of the suction process. The valve can be automatically opened, and the amount of fuel discharged to the common rail 53 can be adjusted by the output timing of the ON signal of the solenoid 200. Further, the control unit 515 calculates an appropriate energization ON timing based on the signal of the pressure sensor 56 and controls the solenoid 200, whereby the pressure of the common rail 53 can be feedback-controlled to a target value.
[0045]
FIG. 7 is a control block diagram of the high-pressure fuel pump 1 performed by the MPU 603 of the control unit 515 having the high-pressure fuel pump control device. The high-pressure fuel pump control device includes a basic angle calculation unit 701, a target fuel pressure calculation unit 702, a fuel pressure input processing unit 703, and a unit for calculating a drive signal of the solenoid 200 as one embodiment. Means (actuator drive signal calculation means) 1502.
[0046]
The basic angle calculating means 701 calculates a basic angle BASANG of a solenoid control signal for turning on the solenoid 200 based on the operation state, and outputs the calculated basic angle BASANG to the pump control signal calculating means 1502. FIG. 8 shows the relationship between the closing timing of the suction valve 5 and the discharge amount of the high-pressure fuel pump. As can be understood from FIG. 8, the basic angle BASANG is determined by the required fuel injection amount and the high-pressure fuel pump discharge amount. The angle at which the suction valve 5 closes is set so that the amounts are balanced.
[0047]
The target fuel pressure calculation means 702 similarly calculates a target fuel pressure Ptarget optimal for the operating point based on the operating state and outputs the target fuel pressure Ptarget to the pump control signal calculation means 1502. The fuel pressure input processing means 703 filters the signal of the fuel pressure sensor 56, detects the measured fuel pressure Preal, which is the actual fuel pressure, and outputs it to the pump control signal calculation means 1502.
[0048]
Then, the pump control signal calculation means 1502 calculates the solenoid control signal, which is an actuator drive signal, based on the signals, and outputs the calculated signal to the solenoid drive means 707, as described later.
[0049]
FIG. 9 shows a timing chart of the operation of the control unit 515 (including the high-pressure fuel pump control device). The control unit 515 detects a top dead center position of each piston 507a based on a detection signal (CAM signal) from the cam angle sensor 511 and a detection signal (CRANK signal) from the crank angle sensor 516, and controls fuel injection and ignition. In addition to performing timing control, a stroke of the plunger 2 of the high-pressure fuel pump 1 is detected based on a detection signal (CAM signal) from the cam angle sensor 511 and a detection signal (CRANK signal) from the crank angle sensor 516. The solenoid control which is the fuel discharge control of the fuel pump 1 is performed. The REF signal, which is a basic point of the solenoid control, is generated based on the CRANK signal and the CAM signal.
[0050]
Here, the portion where the signal of the CRANK signal is missing (shown by a dotted line) in FIG. 9 is a reference position, and is a predetermined phase from the top dead center of CYL # 1 or the top dead center of CYL # 4. It is out of position. Then, when the signal of the CRANK signal is missing, the control unit 515 determines whether the signal is on the CYL # 1 side or the CYL # 4 side depending on whether the CAM signal is Hi or Lo. The discharge of the fuel from the high-pressure fuel pump 1 is started after a lapse of a predetermined time corresponding to the operation delay of the solenoid 200 from the rise of the solenoid control signal, while the discharge is pressurized even when the solenoid control signal ends. Since the suction valve 5 is pressed by the pressure from the chamber 12, the plunger stroke is continued until it reaches the top dead center.
[0051]
FIG. 10 is a control block diagram specifically showing the pump control signal calculation means 1502 of the present embodiment. The pump control signal calculating means 1502 basically includes a reference angle calculating means 704 for calculating the timing of the ON signal of the solenoid 200 and a pump signal energizing time calculating means 706 for calculating the width of the ON signal. The calculating means 704 is based on the basic angle BASANG of the basic angle calculating means 701, the target fuel pressure Ptarget of the target fuel pressure calculating means 702, and the measured fuel pressure Preal of the fuel pressure input processing means 703, based on a reference for starting the output of the ON signal. A reference angle REFANG is calculated.
[0052]
Then, the output start angle STANG of the ON signal of the solenoid 200 is calculated by adding the operation delay correction amount PUMRE by the solenoid operation delay correction unit 705 to the reference angle REFANG, and the solenoid drive unit 707 is used as the timing of the ON signal of the solenoid 200. Output.
[0053]
Further, the pump signal energization time calculation means 706 calculates the energization request time TPUMKEMAP of the solenoid 200 of the high-pressure fuel pump 1 based on the operating conditions. The value of the energization request time TPUMKEMAP is determined by the suction valve engaging member until the suction valve 5 can be closed by the pressure of the pump chamber 2 even under the worst condition of generating the solenoid suction force, where the battery voltage is low and the solenoid resistance is large. A value that allows the intake valve 5 to be closed without fail is set. On the other hand, the energization time maximum value calculation means block 710 calculates an energization time maximum value TPUMKEMAX for preventing the attraction force of the solenoid from being maintained until the next discharge stroke. The minimum value selection unit 709 selects the minimum value of the power supply request time TPUMKEMAP and the power supply time maximum value TPUMKEMAX, and outputs the selected value to the solenoid driving unit 707 as the power supply time TPUMKE. That is, the upper limit of the energization request time TPUMKEMAP is set to the energization time maximum value TPUMKEMAX.
[0054]
Then, the solenoid 200 is driven based on the output start angle STANG and the energization time TPUMKE. Here, the solenoid operation delay correction unit 705 calculates the solenoid operation delay correction based on the battery voltage because the electromagnetic force of the solenoid 200, and thus the operation delay time varies depending on the battery voltage.
[0055]
Next, a specific description of the first embodiment of the energization time maximum value calculation means 710 will be given. The absolute signal end phase calculation means 708 calculates an angle OFFANG from a basic point (REF signal) where the energization signal must be absolutely turned off. Even if the signal which started the energization in the high-pressure pump discharge stroke is kept ON until the pump suction stroke, the energization in the suction stroke in this case does not contribute to the closing of the suction valve. The angle OFFAMG from the point (REF signal) is set to be equal to or less than the angle from the basic point to the plunger top dead center. In addition, an angle at which the attraction force of the solenoid after the energization signal is turned off is not maintained until the next ejection stroke is set.
[0056]
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between the solenoid control signal (energization signal), the energization current value, and the attraction force of the solenoid. After the energization signal is turned off, a current flows through the solenoid for a certain period, and The suction force is maintained until it falls below the value. This period depends on the coil resistance and the battery voltage. Further, since the phase control is performed, it is necessary to input the number of rotations in order to convert the period into the unit of angle. That is, the angle OFFANG from the basic point (REF signal) is calculated using at least one of the coil resistance, the battery voltage, and the rotation speed.
[0057]
FIG. 12 shows the relationship between the output start angle STANG, the angle OFFANG from the basic point (REF signal), and the maximum energization time TPUMKEMAX. The difference between the angle OFFANG from the basic point (REF signal) and the output start angle STANG becomes the energization time maximum value TPUMKEMAX.
[0058]
FIG. 13 shows a second embodiment in the energization time maximum value calculation means 710. The energization time maximum basic value calculation means 711 calculates the energization time maximum basic value from the output start angle STANG obtained from the fuel injection amount, the engine speed, the fuel pressure, and the like, and the engine speed. The maximum energizing time is calculated by multiplying the basic value of the energizing time by the battery voltage correction coefficient calculated by the battery voltage correcting means 712, and is output to the minimum value selecting section 709.
[0059]
FIG. 14 shows the pump control signal calculating means 1502 of the second embodiment of the present invention. The difference from the pump control signal calculating means 1502 of the first embodiment is that the minimum value selecting section 709 (FIG. (See FIG. 2) is provided with an energization time calculation unit 713. The energization time calculation means 713 calculates the energization time TPUMKE based on the TPUMKEMAP calculated by the pump signal energization time calculation means 706 and the TPUMKEMAX calculated by the energization time maximum value calculation means 710, and outputs the calculated energization time TPUMKE to the solenoid drive signal. is there.
[0060]
FIG. 15 shows a control flow in the energization time calculation means 713. In step 3001, interrupt processing is started. The interruption process may be a time cycle such as every 10 ms or a rotation cycle such as every 180 degrees of the crank angle. In step 3002, the energization request time TPUMKEMAP and the energization time maximum value TPUMKEMAX are read. In step 3003, the magnitude relation between the energization request time TPUMKEMAP and the energization time maximum value TPUMKEMAX is determined. If the energization time maximum value TPUMKEMAX is larger, the pump phase control signal energization time TPUMKE = TPUMKEMAP is output. On the other hand, when the energization time maximum value TPUMKEMAX is smaller, it is determined that the energization request time TPUMKEMAP cannot be output, and the energization to the solenoid is prohibited by setting the pump phase control signal energization time TPUMKE = 0.
[0061]
In the processing by the pump control signal calculating means 1502, the energization request time TPUMKEMAP of the solenoid 200 may be larger than the energization time TPUMKE. In this case, the suction valve may not be able to be reliably closed under the worst condition for generating the solenoid suction force, and the pump may not be able to perform pumping due to the failure to close the suction valve reliably, which may increase the pulsation of the fuel pressure. There is.
[0062]
FIG. 16 shows a control flow in a case where the pump cannot perform pumping and the fuel pressure may pulsate.
In step 3101, an interrupt process is started. The interruption process may be performed at a time period such as every 10 ms or at a rotation period such as every 180 degrees of the crank angle. In step 3102, the energization request time TPUMKEMAP and the energization time TPUMKE are read. In steps 3103 to 3105, when it is determined that the energization time TPUMKE is shorter than the energization request time TPUMKEMAP, the stratified combustion operation is performed, and there is a possibility of misfire due to pulsation, the uniformity which is strong against the fluctuation of the fuel pressure is determined. Shift to combustion operation.
[0063]
FIG. 17 shows parameters such as the output start angle STANG of the solenoid control signal and the energization time TPUMKE for the control of the fuel pressure by the control unit 515. The pump control signal calculation means 1502 of the present embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a diagram specifically illustrating the control of FIG. The output start angle STANG, which is the output timing of the ON signal of the solenoid 200, can be obtained as in the following equation (1).
[0064]
(Equation 1)
STANG = REFANG-PUMRE (1)
[0065]
Here, the reference angle REFANG is calculated by the reference angle calculation means 704 (FIG. 10) based on the operating state of the internal combustion engine 507. PUMRE is a pump delay angle, which is calculated by the solenoid operation delay correction means 705 (FIG. 10), and indicates, for example, an actuator drive time that changes depending on the battery voltage, that is, an operation delay of the suction valve engagement member 201 based on solenoid energization. ing.
[0066]
Next, the pump phase control signal energizing time TPUMKE, which is the width of the ON signal of the solenoid 200, is calculated based on the operating state using the pump phase control signal energizing time calculating means 706 as a basic value (FIG. 10). Then, based on the output start angle STANG, how long from the basic point, which is the rise of the REF signal, the ON signal of the solenoid 200 for closing the suction valve 5 is output, that is, the output timing of the solenoid control signal is obtained. On the other hand, how long the solenoid control signal is continuously output, that is, the width of the solenoid control signal, is determined based on the pump phase control signal energizing time TPUMKE.
[0067]
The high-pressure fuel pump control device according to the present embodiment basically supplies power for the time calculated from the calculated solenoid control signal output timing, and supplies the pump phase control signal when the signal end timing exceeds a predetermined value. There is a time limit. As described above, the embodiment of the present invention has the following functions based on the configuration.
[0068]
The control unit 515 of the present embodiment is a high-pressure fuel pump control device for a direct injection internal combustion engine 507 having a fuel injection valve 54 provided in a cylinder 507b and a high-pressure fuel pump 1 for pumping fuel to the fuel injection valve 54. Wherein the high-pressure fuel pump 1 includes a plunger 2 for pressurizing the fuel in the high-pressure fuel pump 1, a solenoid 200 that is phase-controlled to change the discharge amount or pressure of the high-pressure fuel pump 1, A suction valve 5 for closing the fuel suction passage 10 by an ON signal of the solenoid 200; the control device includes a pump control signal calculating means 1502; and the pump control signal calculating means 1502 Means for restricting the output timing of the OFF signal of the solenoid 200 to within a range of a predetermined phase. The high pressure fuel pump 1 is prevented from discharging an unintended amount of fuel, and the fuel pressure can be controlled optimally and promptly, thereby stabilizing combustion. And exhaust gas performance can be improved.
[0069]
FIG. 18 is an operation timing chart of the high-pressure fuel pump control device of the present embodiment.
According to the present embodiment, the target fuel pressure can be reliably controlled by managing the energization signal end timing. By reliably controlling the fuel pressure to the target fuel pressure, misfire and adhesion of fuel in the cylinder can be prevented, thereby contributing to reduction of exhaust gas.
[0070]
As described above, the two embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs may be made without departing from the spirit of the present invention described in the appended claims. It can be changed.
[0071]
For example, in the above-described embodiment, the high-pressure fuel pump 1 is disposed on the camshaft of the exhaust valve 526, but is disposed on the camshaft of the intake valve 514 or synchronized with the crankshaft 507d of the cylinder 507b. May be.
[0072]
Further, as a method of limiting the energization signal end timing, a method may be used in which the plunger position of the high-pressure fuel pump is used as a switch input and the energization signal is ended by an electronic circuit when the plunger rises near top dead center.
[0073]
Further, in the above-described embodiment, the suction valve of the high-pressure fuel pump is operated by a solenoid (actuator) to adjust the pressure of the pressurizing chamber of the pump. The present invention is not limited to this, and the present invention can be implemented with another fuel passage valve that is disposed between the pressurizing chamber of the pump and the outside of the pump and communicates and passes fuel. The fuel passage valve may be a release valve for releasing fuel in the pressurized chamber of the pump, in addition to the suction valve. In the case of the relief valve, the manner of operation by a solenoid (actuator) is specifically different from that of the suction valve. However, in implementing the invention described in the claims of the present application. Are the same.
[0074]
【The invention's effect】
As understood from the above description, the high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to the present invention limits the end timing of the solenoid control signal to within a predetermined phase range, so that the fuel pressure is optimized, and Control can be performed quickly, and deterioration of exhaust gas properties can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a control system for an internal combustion engine including a high-pressure fuel pump control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an internal configuration diagram of the control device for the internal combustion engine of FIG. 1;
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a fuel system including the high-pressure fuel pump of FIG. 1;
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the high-pressure fuel pump of FIG. 3;
FIG. 5 is an operation timing chart of the high-pressure fuel pump of FIG. 3;
FIG. 6 is a supplementary explanatory diagram of the operation timing chart of FIG. 5;
FIG. 7 is a basic control block diagram of the high-pressure fuel pump control device of FIG. 1;
FIG. 8 is a view showing a discharge flow rate characteristic in the high-pressure fuel pump of FIG. 3;
FIG. 9 is a basic operation timing chart of the high-pressure fuel pump control device of FIG. 1;
FIG. 10 is a control block diagram of a pump control signal calculation means of the high-pressure fuel pump control device of FIG. 7;
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a solenoid control signal and a suction force in the high-pressure fuel pump of FIG. 3;
FIG. 12 is a supplementary explanatory diagram of a pump control signal calculation means of the high-pressure fuel pump control device of FIG. 10;
FIG. 13 is a basic control block diagram of another embodiment of the energization time maximum value calculating means of the high pressure fuel pump control device of FIG. 10;
FIG. 14 is a control block diagram of a pump control signal calculating means of the high-pressure fuel pump control device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an operation flowchart of the high-pressure fuel pump control device of FIG. 10;
FIG. 16 is a diagram showing a control flow in a case where the pump cannot perform pumping and the fuel pressure may pulsate in the control device for an internal combustion engine according to each embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a basic operation timing chart of the high-pressure fuel pump control device of FIG. 10;
FIG. 18 is an operation timing chart at the time of fuel pressure control of the high-pressure fuel pump control device of FIG. 10;
FIG. 19 is an operation timing chart at the time of fuel pressure control of a conventional high-pressure fuel pump control device.
[Explanation of symbols]
1 High pressure fuel pump
2 plunger
5 Suction valve
11 Inhalation passage
54 fuel injection valve
200 Actuator (solenoid)
507 In-cylinder injection internal combustion engine
507b cylinder
515 High-pressure fuel pump control unit (control unit)
701 Actuator basic angle calculation means
702 Target fuel pressure calculation means
703 Means for calculating actual fuel pressure (fuel pressure input processing means)
704 Actuator reference angle calculation means
705 Actuator operation delay correction means
706 Means for calculating width of actuator drive signal (pump signal energization time calculation means)
707 Means for driving actuator (solenoid driving means)
708 Power-on time maximum value calculation means
713 Energization time calculation means
1502 Pump control signal calculation means (actuator drive signal calculation means)

Claims (7)

気筒に備えられた燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に燃料を圧送させる高圧燃料ポンプと、を有する内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置であって、
前記高圧燃料ポンプは、加圧室と、前記加圧室内の燃料を加圧するプランジャと、前記加圧室内に設けた燃料燃料通過弁と、前記燃料通過弁を操作するアクチュエータとを有し、
前記制御装置は、前記高圧燃料ポンプの吐出量又は圧力を可変とするべく、前記アクチュエータの駆動信号を算出する手段を有し、該駆動信号を算出する手段は、前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングを所定の位相に制限する手段を有することを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。
A high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection valve provided in a cylinder; and a high-pressure fuel pump that pumps fuel to the fuel injection valve,
The high-pressure fuel pump has a pressurized chamber, a plunger that pressurizes fuel in the pressurized chamber, a fuel-fuel passage valve provided in the pressurized chamber, and an actuator that operates the fuel passage valve,
The control device includes a unit that calculates a drive signal of the actuator so as to make the discharge amount or the pressure of the high-pressure fuel pump variable, and the unit that calculates the drive signal includes an end timing of the drive signal of the actuator. A high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine, comprising: means for restricting the pressure to a predetermined phase.
前記所定の位相に制限する手段は、前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングを、前記プランジャの上死点以前に制限することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。2. The high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the means for limiting to the predetermined phase limits the end timing of the drive signal of the actuator before a top dead center of the plunger. 前記所定の位相に制限する手段は、前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングを、エンジン回転数、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量、バッテリ電圧、コイル抵抗の少なくとも1つを用いて算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。The means for restricting to the predetermined phase calculates the end timing of the drive signal of the actuator using at least one of an engine speed, a fuel injection amount from the fuel injection valve, a battery voltage, and a coil resistance. The high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein: 前記所定の位相に制限する手段は、電子回路を用いているものであることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。The high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the means for limiting the phase to the predetermined phase uses an electronic circuit. 前記アクチュエータの駆動信号の終了タイミングが前記所定の位相に制限された場合、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期の少なくとも1つを変更制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。The method according to claim 1, wherein when the end timing of the drive signal of the actuator is limited to the predetermined phase, at least one of a fuel injection amount, a fuel injection timing, and an ignition timing from the fuel injection valve is changed and controlled. 2. The high pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to claim 1. 気筒に備えられた燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に燃料を圧送させる高圧燃料ポンプと、を有する内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置であって、
前記高圧燃料ポンプは、加圧室と、前記加圧室内の燃料を加圧するプランジャと、前記加圧室内に設けた燃料燃料通過弁と、該燃料燃料通過弁を操作するアクチュエータとを有し、
前記制御装置は、前記高圧燃料ポンプの吐出量又は圧力を可変とするべく、前記アクチュエータの駆動信号を算出する手段を有し、該駆動信号を算出する手段は、前記アクチュエータの駆動信号の出力タイミングが所定の位相以降の場合に駆動信号を出力しない手段を有することを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。
A high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection valve provided in a cylinder; and a high-pressure fuel pump that pumps fuel to the fuel injection valve,
The high-pressure fuel pump has a pressurized chamber, a plunger that pressurizes the fuel in the pressurized chamber, a fuel-fuel passage valve provided in the pressurized chamber, and an actuator that operates the fuel-fuel passage valve,
The control device has means for calculating a drive signal of the actuator so as to make the discharge amount or the pressure of the high-pressure fuel pump variable, and the means for calculating the drive signal includes an output timing of the drive signal of the actuator. A high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine, comprising: means for not outputting a drive signal when the control signal is after a predetermined phase.
前記駆動信号が出力されなかった場合、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期の少なくとも1つを変更制御することを特徴とする請求項6記載の内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置。7. The high-pressure fuel pump for an internal combustion engine according to claim 6, wherein when the drive signal is not output, at least one of a fuel injection amount, a fuel injection timing, and an ignition timing from the fuel injection valve is changed and controlled. Control device.
JP2002180379A 2002-06-20 2002-06-20 High pressure fuel pump control device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP4081308B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002180379A JP4081308B2 (en) 2002-06-20 2002-06-20 High pressure fuel pump control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002180379A JP4081308B2 (en) 2002-06-20 2002-06-20 High pressure fuel pump control device for internal combustion engine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2004019639A true JP2004019639A (en) 2004-01-22
JP2004019639A5 JP2004019639A5 (en) 2005-08-25
JP4081308B2 JP4081308B2 (en) 2008-04-23

Family

ID=31177526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002180379A Expired - Fee Related JP4081308B2 (en) 2002-06-20 2002-06-20 High pressure fuel pump control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4081308B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008298081A (en) * 2008-08-04 2008-12-11 Hitachi Ltd High pressure fuel pump control device of internal combustion engine
JP2009162238A (en) * 2009-04-20 2009-07-23 Hitachi Ltd High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP2010281328A (en) * 2010-07-12 2010-12-16 Hitachi Automotive Systems Ltd High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP2012057628A (en) * 2011-12-16 2012-03-22 Hitachi Automotive Systems Ltd High pressure fuel pump control device of internal combustion engine
JP2013032750A (en) * 2011-08-03 2013-02-14 Hitachi Automotive Systems Ltd Control method of solenoid valve, control method of electromagnetically controlled inlet valve of high pressure fuel supply pump, and control device for electromagnetic drive mechanism of electromagnetically controlled inlet valve
KR20220147937A (en) * 2021-04-28 2022-11-04 인지컨트롤스 주식회사 Control system for impact decrease in case of operating solenoid valve and control method using thereof
WO2023243032A1 (en) * 2022-06-16 2023-12-21 日立Astemo株式会社 Internal combustion engine control device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008298081A (en) * 2008-08-04 2008-12-11 Hitachi Ltd High pressure fuel pump control device of internal combustion engine
JP4696148B2 (en) * 2008-08-04 2011-06-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP2009162238A (en) * 2009-04-20 2009-07-23 Hitachi Ltd High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP2010281328A (en) * 2010-07-12 2010-12-16 Hitachi Automotive Systems Ltd High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP2013032750A (en) * 2011-08-03 2013-02-14 Hitachi Automotive Systems Ltd Control method of solenoid valve, control method of electromagnetically controlled inlet valve of high pressure fuel supply pump, and control device for electromagnetic drive mechanism of electromagnetically controlled inlet valve
JP2012057628A (en) * 2011-12-16 2012-03-22 Hitachi Automotive Systems Ltd High pressure fuel pump control device of internal combustion engine
KR20220147937A (en) * 2021-04-28 2022-11-04 인지컨트롤스 주식회사 Control system for impact decrease in case of operating solenoid valve and control method using thereof
KR102542672B1 (en) 2021-04-28 2023-06-14 인지컨트롤스 주식회사 Control system for impact decrease in case of operating solenoid valve and control method using thereof
WO2023243032A1 (en) * 2022-06-16 2023-12-21 日立Astemo株式会社 Internal combustion engine control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4081308B2 (en) 2008-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4101802B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP4327183B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP2001182597A (en) High-pressure fuel pump controller, and direct injection engine controller
JP5202123B2 (en) Fuel supply control device for internal combustion engine
JP4081308B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP2009281390A (en) High-pressure fuel pump control device for engine
JP2002188545A (en) High-pressure fuel pump control device for cylinder injection engine
JP5085483B2 (en) High pressure fuel pump control device for engine
JP4220480B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP5982536B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP5810140B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP3984446B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5183685B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP4696148B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP4408936B2 (en) High pressure fuel pump control device for cylinder injection internal combustion engine
JP4516370B2 (en) Control device and control method for high-pressure fuel pump of engine
JP2009191853A (en) High pressure fuel supply device for internal combustion engine
JP4054789B2 (en) In-cylinder injection engine control device
JP4871972B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
JP5042288B2 (en) High pressure fuel pump control device
JP5575833B2 (en) High pressure fuel pump control device for internal combustion engine
EP1873382B1 (en) Control device of high-pressure fuel pump of internal combustion engine
JP2009209941A (en) High pressure fuel pump control device of internal combustion engine
JP2008144767A (en) Control device for engine high-pressure fuel pump

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050218

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070320

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070807

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071009

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080208

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4081308

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140215

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees